JPH0971788A

JPH0971788A - 無鉛高性能ガソリン

Info

Publication number: JPH0971788A
Application number: JP23021795A
Authority: JP
Inventors: Akira Hoizumi; 明保泉; Haruo Komoriya; 晴夫小森谷; Kazuo Ogawa; 和夫小川; Yasuo Iwamiya; 保雄岩宮
Original assignee: COSMO SOGO KENKYUSHO KK; Cosmo Oil Co Ltd; Cosmo Research Institute
Current assignee: COSMO SOGO KENKYUSHO KK; Cosmo Oil Co Ltd; Cosmo Research Institute
Priority date: 1995-09-07
Filing date: 1995-09-07
Publication date: 1997-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】無鉛高性能ガソリンであって、エンジン仕様
に左右されず、一般乗用車からレーシングカーまで、エ
ンジン出力および加速性の優れたガソリンを提供する。【解決手段】（１）アルキレート、接触改質ガソリン
および軽質接触分解ガソリンの特定量の組み合わせ、
（２）アルキレート、接触改質ガソリン、軽質接触分解
ガソリンおよび直留軽質ナフサまたは異性化ガソリンの
特定量の組み合せ、または（３）イソオクタン、異性化
ガソリンおよび接触改質ガソリンの特定量の組み合わせ
に対し、メチルターシャリ−ブチルエーテル１０〜３０
容量％を配合し、パラフィン分を４５〜７５容量％と
し、性状を適切に調整することによって、ＲＯＮ９７〜
１０１、ＭＯＮ８５〜９５の性能を出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無鉛高性能ガソリ
ンに関する。本発明の無鉛高性能ガソリンは、特定の
組成および性状を有することにより、レーシングカーに
用いても市販乗用車に用いても、エンジン出力および加
速性に優れている。

【０００２】

【従来の技術】自動車エンジンには、高出力、低燃費、
低公害、快適性等さまざまな性能が要求されている。
近年は、ドライバビリティーの向上、とくに出力および
加速性をより高くするため、エンジン性能の改善（ター
ボチャージャー、スーパーチャージャーの使用等によ
る）が進められているが、エンジンの改善でこうした要
求をみたすことには限界があり、自動車用燃料であるガ
ソリンに、その要求が向けられるようになってきた。

【０００３】一方、出願人らが特開平５−６５４８９で
報告したように、ＷＲＣ（World Rally Championship）
等のラリー用エンジン、あるいはＳＷＣ（Sports car W
orldChampionship)、ＪＳＰＣ（Japan Sports Prototyp
e car Championship）等の一般サーキットレース用エン
ジンについて、トルクおよび出力の向上をガソリン処方
の改善により実現する研究が行なわれている。また、
世界最高峰のサーキットレースであるフォーミュラワン
（Ｆ１）レースエンジン用に、出力および燃費の双方と
も優れたガソリン処方を、(株)本多技術研究所が開発し
ている（日本機械学会〔No．９００−７２〕講習会教材
〔'９０−１１／１〜２〕参照)。しかし、これら従来
の研究は、それぞれのエンジンの仕様が前提条件として
与えられていて、それに合わせたガソリン処方を確立し
たものにすぎず、市販の乗用車用エンジンおよびレーシ
ングカー用エンジンの両方に対応できるガソリン、つま
りエンジン仕様に左右されないで出力や加速性の向上を
示すガソリンの処方はいかにあるべきか、についての研
究は行なわれておらず、それに関する報告は見当らな
い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、エンジンの出力と加速性を向上させ、市販乗用車に
もレーシングカーにも適応可能なガソリン処方を確立す
ることを意図して研究を進めた。この開発のポイント
は、無鉛であること、配合する成分は安価で、十分
な量の供給が可能であること、ガソリン性状のリサー
チ法オクタン価および蒸留性状が、ＪＩＳ−Ｋ２２０２
（自動車ガソリン）に規定される品質を有すること、す
なわち、ＪＩＳ−Ｋ２２０２の１号に規定される、リサ
ーチ法オクタン価が９６以上であること、および蒸留性
状が、１０％留出温度７０℃以下、５０％留出温度１２
５℃以下、９０％留出温度１８０℃以下、終点２２０℃
以下、そして、残油量２容量％以下の諸項目を満足する
ガソリンを得ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段および作用】本発明のガソ
リンの第一の態様は、容量で、アルキレートを３０〜７
０％、メチルターシャリーブチルエーテルを１０〜３０
％、接触改質ガソリンを１０〜４０％、軽質接触分解ガ
ソリンを１０〜２０％配合してなり、かつパラフィン分
４５〜７５％、好ましくは５３〜７０％であって、下記
の性状および性能を有する無鉛高性能ガソリンである：リード蒸気圧３９〜８３kPa １５℃における密度０．７０〜０．８０ｇ／cm³ ５０容量％の留出温度８０〜１００℃ ７０℃の留出量２５〜４０容量％リサーチ法オクタン価９７〜１０１モーター法オクタン価８５〜９５。

【０００６】この第一の態様のガソリン組成に対して変
更を加え、直留軽質ナフサおよび(または）異性化ガソ
リンを含む組成とした態様も可能である。従って本発
明のガソリンの第二の態様は、容量で、アルキレートを
３０〜７０％、メチルターシャリーブチルエーテルを１
０〜３０％、接触改質ガソリンを１０〜４０％、軽質接
触分解ガソリンを８〜２０％、ならびに、直留軽質ナフ
サおよび異性化ガソリンのいずれか一方または両方を
(両方の場合は合計で)２〜１０％配合してなり、かつパ
ラフィン分４５〜７５％、好ましくは５３〜７０％であ
って、第一の態様と同じ性状および性能を有する無鉛高
性能ガソリンである。

【０００７】本発明のガソリンの第三の態様は、容量で
イソオクタンを３０〜５０％、異性化ガソリン（アイソ
メレート）を１０〜３０％、メチルターシャリーブチル
エーテルを１０〜３０％、接触改質ガソリンを１０〜４
０％、接触分解ガソリンを１０〜２０％含み、かつパラ
フィン分４５〜７５％、好ましくは５３〜７０％であっ
て、第一および第二の態様と同じ性状および性能を有す
る無鉛高性能ガソリンである。

【０００８】まず本発明のガソリンの第一の態様につい
て説明する。このガソリンの成分のうち最大の部分を
占める基材は、アルキレートである。ただし、アルキ
レートの配合量が多すぎると他の基材の配合量が相対的
に少なくなって、上記した範囲内の性状を得ることが不
可能となる。少なすぎても上記した範囲内の性状を得
ることができず、その結果、出力と加速性を向上させる
という目的の達成が困難になる。このようなわけで、
アルキレートの配合量は３０〜７０容量％とする。

【０００９】第一の態様に使用できるアルキレートとし
ては、イソブタンおよび低級オレフィン(ブテン、プロ
ピレン等)を原料とし、これらを酸触媒（硫酸、フッ化
水素、塩化アルミニウム等）の存在下に重合反応させて
得られるものが挙げられる。本発明では、各種のアルキ
レートを用いることができるが、リサーチ法オクタン価
(以下「ＲＯＮ」と記す)９５以上を示すものが好まし
い。上記の製造法で得られるアルキレート中の２，
２，４−トリメチルペンタン（すなわちイソオクタン）
の純度は、製造原料の種類によって異なるが、約３０〜
７０容量％である。

【００１０】メチルターシャリーブチルエーテル（以下
「ＭＴＢＥ」と記す）はオクタン価が高く、比較的軽質
の含酸素化合物であり、これを配合することでガソリン
の燃焼性が向上する。しかし、性状は炭化水素と似て
いるため、ある程度の量を配合しないと配合効果が現れ
ない。従って、ＭＴＢＥの配合量を１０〜３０容量％
とする。

【００１１】ＭＴＢＥの製造法に関しては、とくに限定
はないが、メタノールとイソブテンとを酸触媒の存在下
で反応させて製造したもの等が挙げられる。それを含
めて製造法が、西ドイツの Chemishe Werke Huls社、イ
タリアのSnamprogetti社、カナダのGulf Canada社、ア
メリカのＡＲＣＯ Technology社、日本の三井東圧化学
(株)等から発表されている。これらの製造法で得られ
るＭＴＢＥの純度は、約９７容量％以上である。

【００１２】接触改質ガソリンの配合量は、製品ガソリ
ンのＲＯＮが、前記した９７〜１０１の範囲内の値とな
るような量とすればよく、余り少ないとＲＯＮがこの下
限を維持できず、逆に多すぎると上限を超えるため、１
０〜４０容量％とする。

【００１３】第一の態様に使用できる接触改質ガソリン
としては、一般に重質の直留ナフサ等を、従来から広く
知られている接触改質法（プラットフォーミング法、ウ
ルトラフォーミング法、パワーフォーミング法等）によ
り、水素気流中で高温・加圧下で触媒（たとえば、アル
ミナ担体に白金やロジウムと塩素とを担持したもの）と
接触させて得られるものが用いられる。本発明の原料
としては、ＲＯＮが９９．０以上であって、リード蒸気
圧（以下「ＲＶＰ」と記す）２９kPa 以上、沸点範囲３
０〜２００℃の性状および性能を有する接触改質ガソリ
ンが好ましい。そのような条件をみたすものであれば、
製造方法は任意であって、各種の接触改質法によって得
られたものが利用可能である。

【００１４】軽質接触分解ガソリンは、主としてガソリ
ンの蒸留性状、ＲＶＰ等を調整するための成分である。
軽質接触分解ガソリンは、製品ガソリンの性状が要求
される範囲内に入るような量を配合すればよく、少なす
ぎるとＲＶＰ，Ｅ７０（７０℃の留出量）等の確保が難
しく、逆に多すぎてもＲＶＰ，Ｅ７０等が範囲から外れ
てしまうため、１０〜２０容量％とする。

【００１５】第一の態様に使用できる軽質接触分解ガソ
リンは、灯・軽油から常圧残油に至る広範囲の石油留
分、好ましくは重質軽油や減圧軽油を、従来から広く知
られている接触分解法とくに流動接触分解法（ＵＯＰ
法、シェル二段式法、フレキシクラッキング法、ウルト
ラオルソフロー法、テキサコ法、ガルフ法、ウルトラキ
ャットクラッキング法、ＲＣＣ法、ＨＯＣ法等）によ
り、固体酸触媒（たとえば、シリカ、アルミナ、あるい
はシリカ・アルミナにゼオライトを配合したもの等）で
分解して得られる接触分解ガソリンのうちの、軽質の留
分である。本発明の軽質接触分解ガソリンとしては、
初留点約２０〜４０℃、終点約７０〜１２０℃の蒸留範
囲、ＲＶＰが７８〜１０３kPa、ＲＯＮが９３〜９６の
性状および性能を有するものを用いる。

【００１６】上記の諸成分を配合してなる第一の態様の
ガソリンは、パラフィン分４５〜７５％、好ましくは５
３〜７０％であって、前記した性状すなわち密度（１５
℃）０．７０〜０．８０ｇ／cm³、ＲＶＰ３９〜８３kP
a、５０容量％の留出温度（Ｔ５０）８０〜１００℃、
７０℃の留出量（Ｅ７０）２５〜４０容量％を示し、Ｒ
ＯＮ９７〜１０１、モーター法オクタン価（以下「ＭＯ
Ｎ」と記す）８５〜９５の性能を有する。

【００１７】上記の組成、性状および性能の測定は、そ
れぞれ下記の規格の定めるところに従って行なう。パラフィン分：ＡＳＴＭＤ１３１９１５℃における密度：ＪＩＳＫ２２４９ＲＶＰ：ＪＩＳＫ２２５８ＲＯＮおよびＭＯＮ：ＪＩＳＫ２２８０５０容量％の留出温度および７０℃の留出量：ＪＩＳ
Ｋ２２５４。

【００１８】上記の組成および上記の性状を有する第一
の態様のガソリンは、下記の条件をも満足する：鉛含有量≦約０．０１３ｇ／ｌ（ＪＩＳＫ２２５５に
規定の方法により測定）ベンゼン≦約５容量％鉛含有量の上限が上記程度であれば、十分無鉛ガソリン
ということができる。

【００１９】次に、本発明のガソリンの第二の態様につ
いて説明する。第二の態様において、第一の態様のガ
ソリンを構成する諸成分に加えて配合される直留軽質ナ
フサおよび異性化ガソリンは、パラフィン系を中心とし
た成分からなるものであって、第一の態様のガソリンに
対してその蒸留性状、揮発性、ＲＯＮ等を調整すること
を目的として配合される。

【００２０】直留軽質ナフサとは、原油・粗油を常圧蒸
留して得られる初留点約２０〜４０℃、終点約７０〜１
２０℃の蒸留範囲を有し、パラフィン成分を主体とする
ものをいう。直留軽質ナフサを配合する場合は、配合
量が少ないと、揮発性を調整する効果に乏しく、逆に多
すぎるとＲＯＮの確保が難しいため、２〜１０容量％と
する。

【００２１】異性化ガソリン（アイソメレート）は、直
留軽質ナフサと同様に、揮発性を調整するとともにＲＯ
Ｎを確保するために配合するものであり、その配合量
は、２〜１０容量％が好ましい。直留軽質ナフサと異
性化ガソリンとを併用することも、もちろん可能であ
る。併用の場合、その割合は任意であって、両者の合
計量として２〜１０容量％を配合して第二の態様のガソ
リンとすればよい。

【００２２】異性化ガソリンは、ナフサ、天然ガソリ
ン、直留ガソリン、改質ガソリン等から得られるペンタ
ン留分、ヘキサン留分、またはこれら留分の混合物を異
性化すること、具体的には、その化学組成を変えること
なく直鎖パラフィン系炭化水素を側鎖のある異性体に転
化することによって得られる、沸点範囲２５〜８５℃の
留分を意味する。この異性化には、一般異性化プロセ
スや水素異性化プロセスが適用でき、一般異性化プロセ
スとしてはシェル液相異性化法等が、また水素異性化プ
ロセスとしてはベネックス法、ハイソマー法等が知られ
ている。このような方法で得られる異性化ガソリンに
おいては、主成分であるイソペンタンの純度が約９７容
量％以上である。

【００２３】本発明のガソリンの第三の態様を構成する
成分のうち、ＭＴＢＥおよび接触改質ガソリンは、上記
した第一の態様のガソリンの構成成分と同じものであ
る。従って、以下にそれ以外のものについて説明する。

【００２４】イソオクタン（２，２，４−トリメチルペ
ンタン）はパラフィン系基材であって、ＲＯＮ、ＭＯＮ
がともに１００の成分であり、ガソリンのアンチノック
性を測るための標準燃料とて用いられている。第三の
態様のガソリンにとって、そのパラフィン分の量とオク
タン価とを調整するために、イソオクタンは不可欠の成
分である。石油分解ガスから分けられたブタン−ブチ
レン留分中のイソブチレンを、硫酸またはリン酸を触媒
として選択的に重合させると、二量体すなわちジイソブ
チレンを主成分とし、三量体以上を少量含む重合油が得
られる。ジイソブチレンを分離してこれを接触的に水
素化すれば、イソオクタンが得られる。

【００２５】イソオクタンの配合量が不足するとパラフ
ィン分の確保ができず、逆に多すぎると、ＲＶＰ、蒸留
性状を所定の範囲内に保つことが困難になるため、３０
〜５０容量％とする。

【００２６】異性化ガソリンについては、第二の態様に
おいて使用する成分として、すでに説明した。本発明
の第三の態様で使用する異性化ガソリンは、軽質なパラ
フィン系基材として、第三の態様のガソリンの揮発性と
パラフィン分の量を調整するために配合する。異性化
ガソリンの配合量は、少なすぎると製品ガソリンの揮発
性が小さく、かつパラフィン分が少なくなって、ＲＶ
Ｐ，Ｅ７０等が小さくなりすぎるため、また逆に多すぎ
るとＲＶＰ，Ｅ７０等が前記した限界を超えてしまうた
め、１０〜３０容量％とする。

【００２７】接触分解ガソリンについては、その中の軽
質分を第一の態様において使用するので、すでに説明し
た。本発明の第三の態様では、接触分解ガソリンとし
て、初留点約３０〜４５℃、終点約１７０〜２１５℃の
蒸留範囲、ＲＶＰ３９〜５４kPa、ＲＯＮ８９〜９１の
性状および性能を有するものを使用する。

【００２８】接触分解ガソリンの配合量は、製品ガソリ
ンの密度、蒸留性状が前記した所定の範囲内の値となる
ような量とすればよく、配合量が多すぎても少なすぎて
も所定範囲を外れてしまうため、１０〜２０容量％とす
る。

【００２９】以上の各成分を含む第三の態様のガソリン
も、性状および性能、すなわちパラフィン分、密度（１
５℃）、ＲＶＰ、Ｔ５０、Ｅ７０およびＲＯＮ、ＭＯＮ
は、第一および第二の態様のガソリンの性状および性能
と同じであり、また鉛含有量、ベンゼン含有量について
も第一および第二の態様のガソリンのそれらと同じであ
る。

【００３０】上記した第一ないし第三の態様のガソリン
のいずれに対しても、必要に応じてＣ４留分を加えるこ
とができる。Ｃ４留分の配合によりガソリンの揮発性
が高まり、寒冷時におけるエンジンの始動性を良好に保
つことができる。Ｃ４留分の配合量は、多すぎるとエ
ンジンへの燃料供給ラインの途中に気泡が生じて燃料の
供給不良となる、いわゆるベーパーロック現象をひきお
こすおそれがあるので、約５容量％以下とするのが好ま
しい。本発明で使用できるＣ４留分としては、原油や
粗油等の常圧蒸留時、改質ガソリン製造時、あるいは分
解ガソリン製造時に蒸留により得られるブタン、ブテン
類を主成分とする留分が挙げられる。

【００３１】本発明のガソリンには、第一ないし第三の
態様のいずれに対しても必要に応じて種々の燃料添加剤
を１種または２種以上組み合わせて配合することができ
るのは、もちろんである。添加剤は、フェノール系、
アミン系等の酸化防止剤、チオアミド型化合物等の金属
不活性化剤、有機リン系化合物等の表面着火防止剤、こ
はく酸イミド、ポリアルキルアミン、ポリエーテルアミ
ン等の清浄分散剤、多価アルコール、そのエーテル等の
氷結防止剤、有機酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金
属塩、高級アルコールの硫酸エステル等の助燃剤、両性
界面活性剤等の帯電防止剤、アゾ染料等の着色剤その他
である。これら燃料油添加剤の添加量は任意である
が、通常はその合計量が０．１質量％以下であることが
好ましい。

【００３２】

【実施例】実施例に使用したガソリン基材は、アルキレ
ート、ＭＴＢＥ、接触改質ガソリン、イソオクタン、異
性化ガソリン(アイソメレート)、軽質接触分解ガソリ
ン、接触分解ガソリンおよび直留軽質ナフサであり、そ
れらの性状を表１に示した。それらを使用して、本発明
の第一ないし第三の態様のガソリンを、実施例１ないし
実施例３として製造した。それらの処方および性状
を、比較例１および２の処方および性状とともに、表２
に示した。

【００３３】これらの実施例および比較例のガソリンに
ついて、表３に示す主要諸元を有するエンジンを使用し
て、以下に示す出力性能評価試験、加速性能評価試験を
行なった。その方法を以下に示し、結果を表４および
表５に示した。

【００３４】〔出力性能評価試験〕ベンチダイナモ試験
で行なった。試験は、負荷：ＷＯＴ(Wide Open Throt
tle)、冷却水温度：７０℃、エンジン油温度：９０〜１
１０℃、点火時期：ＭＢＴ(Minimum advance for the B
est Torque）の条件下で、エンジン回転数が４５００か
ら７０００rpmの間で５００rpmごとに出力測定を行な
い、各ガソリンの性能を評価した。

【００３５】〔加速性能評価試験〕温度を２５℃、湿度
を５０％にコントロールした試験室内で、シャシダイナ
モメータを用いて評価した。試験は、負荷：ＷＯＴ、
冷却水温度：８０〜９０℃、エンジン油温度：９５〜１
０５℃、点火時期：ＭＢＴの条件下で、エンジン回転数
１０００rpmから速度が１２０km/ｈに達するまでの時間
を測定し、これを加速時間として、各ガソリンの性能を
評価した。

【００３６】表４および表５の結果から明らかなとお
り、実施例で使用したガソリンは、比較例のガソリンよ
り、出力差で０．４〜１．２kW、加速時間差で０．２〜
０．４秒間改善された。

【００３７】

【発明の効果】本発明のガソリンは、第一ないし第三の
態様を通して、市販乗用車とレーシングカーのどちらに
使用しても、エンジンの仕様に関係なく、エンジン性能
とくに出力および加速性を高めることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小川和夫埼玉県幸手市権現堂1134−２株式会社コスモ総合研究所研究開発センター内 (72)発明者岩宮保雄埼玉県幸手市権現堂1134−２株式会社コスモ総合研究所研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容量で、アルキレートを３０〜７０％、
メチルターシャリーブチルエーテルを１０〜３０％、接
触改質ガソリンを１０〜４０％、軽質接触分解ガソリン
を１０〜２０％配合してなり、かつパラフィン分４５〜
７５％であって、下記の性状および性能を有する無鉛高
性能ガソリン：リード蒸気圧３９〜８３kPa １５℃における密度０．７０〜０．８０ｇ／cm³ ５０容量％の留出温度８０〜１００℃ ７０℃の留出量２５〜４０容量％リサーチ法オクタン価９７〜１０１モーター法オクタン価８５〜９５。
【請求項２】容量で、アルキレートを３０〜７０％、
メチルターシャリーブチルエーテルを１０〜３０％、接
触改質ガソリンを１０〜４０％、軽質接触分解ガソリン
を８〜２０％、ならびに、直留軽質ナフサおよび異性化
ガソリン（アイソメレート）のいずれか一方または両方
を（両方の場合は合計で）２〜１０％配合してなり、か
つパラフィン分４５〜７５％であって、請求項１に記載
の性状および性能を有する無鉛高性能ガソリン。
【請求項３】容量で、イソオクタンを３０〜５０％、
異性化ガソリン（アイソメレート）を１０〜３０％、メ
チルターシャリーブチルエーテルを１０〜３０％、接触
改質ガソリンを１０〜４０％、接触分解ガソリンを１０
〜２０％配合してなり、かつパラフィン分４５〜７５％
であって、請求項１に記載の性状および性能を有する無
鉛高性能ガソリン。